SISTEM MONITOR DAN KONTROL KONSUMSI …...Bahasa pemrograman, Arduino bisa digunakan untuk...

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

9 | Vol 8. No.01.2019 JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

SISTEM MONITOR DAN KONTROL KONSUMSI LISTRIK RUMAH TANGGA

BERBASIS IOT DAN ANDROID

1Alpin Nugraha,2Dede Cahyadi, 3 Dini Oktarina Dwi Handayani

Program Studi Teknik Informatika,

Universitas Nusa Putra

[email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak - Selain kenaikan tarif dasar listrik (TDL), tingginya biaya konsumsi listrik juga dipengaruhi oleh kurangnya

kesadaran atau sikap kurang peduli kita dalam pemakaian alat-alat elektronik sehari-hari. Penelitian ini bertujuan untuk

merancang dan membuat prototipe sistem yang dapat memantau dan mengontrol pemakaian alat eletronik berbasis IoT atau

melalui internet dimana data pemakaian listrik untuk disimpan di Firebase realtime database menggunakan sensor arus ACS712,

sensor tegangan ZMPT101B serta mikrokontroler Arduino Uno dan NodeMCU V3. Alat ini akan mengirimkan data arus, tegangan

serta watt kedalam database dan kemudian akan dikonversi menjadi kwh dan juga biaya yang ditimbulkan dari pemakaian listrik

berdasarkan tarif dasar listrik PLN dan hasilnya dapat dilihat secara langsung melalui ponsel Android. Sistem ini dapat memonitor

pemakaian listrik untuk 3 unit alat elektronik yaitu pompa air aquarium (unit 1), TV CRT 14” (unit 2) dan Dispenser (unit 3).

Sistem ini juga berhasil menurunkan pemakaian listrik yaitu pada unit 2 penurunan terjadi sebanyak 27.49% dan unit 3 sebanyak

57.28%.

Kata Kunci - Arduino, IoT, PLN, Monitor, Kontrol, Android, Firebase

Abstract - In addition to the increase in the basic electricity tariff (TDL), the high cost of electricity consumption is also influenced

by a lack of awareness or attitude of our lack of care in the use of everyday electronic equipment. This study aims to design and create

a prototype system that can monitor and control the use of IoT-based electronic devices or through the internet where electricity usage

data is stored in Firebase realtime database using ACS712 current sensor, ZMPT101B voltage sensor, Arduino Uno and NodeMCU

V3. This tool will send current, voltage and wattage data and then converted to kWh and also the costs incurred from electricity usage

based on the basic electricity tariff of PLN and the results can be seen directly through an Android. This system can monitor electricity

usage for 3 units of electronic equipment i.e. water pump (unit 1), 14 "CRT TV (unit 2) and Dispenser (unit 3). It’s also succeeded in

reducing electricity consumption. Unit 2 the decline occurred as much as 27.49% and unit 3 the decline occurred as much as 57.28%.

Keywords - Arduino, IoT, PLN, Monitor, Kontrol, Android, Firebase

I. PENDAHULUAN

Berdasarkan berita dari situs Kompas.com pada tanggal

2 Juli 2019 bahwa “Pemerintah berencana melakukan

penyesuaian tarif dasar listrik pada 2020”. Penyesuaian ini

menyusul rencana pemerintah yang ingin memangkas

kompensasi kepada PT Perusahaan Listrik Negara (PLN)

sebab nilai subsidi listrik yang terus meningkat dari tahun ke

tahun sementara tarif dasar listrik tidak pernah naik sejak

tahun 2017.

Sebagai konsumen listrik PLN kita dihadapkan pada

masalah dimana kenaikan TDL tentunya akan sangat

berpengaruh terhadap biaya yang harus dikeluarkan setiap

bulannya untuk membayar listrik yang akan semakin tinggi.

Selain karena tarif dasar listrik (TDL) dari PLN,

tingginya biaya konsumsi listrik juga dipengaruhi oleh

kurangnya kesadaran atau sikap kurang peduli kita dalam

pemakaian alat-alat elektronik sehari-hari.

Kenaikan tarif dasar listrik (TDL) adalah sesuatu yang

akan dan mungkin sekali terjadi seiring beban Pemerintah

yang semakin tinggi untuk mensubsidi listrik negara.

Ditambah dengan perilaku kita sebagai konsumen yang

kurang dalam kesadaran penggunaan alat-alat listrik secara

tepat dan bijak, sehingga mengakibatkan tingginya biaya

yang harus dikeluarkan setiap bulannya untuk pemakaian

listrik tersebut.

Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan tersebut

penulis akan membuat sebuah sistem untuk memonitor dan

mengontrol pemakaian listrik rumah tangga berbasis IoT dan

Android. Alat ini berguna untuk memonitor dan mengatur

pemakaian listrik. Dengan adanya alat ini maka setiap alat

elektronik/alat listrik dapat dimonitor pemakaian listriknya

berikut biaya secara real time melalui perangkat Android.

Selain memonitor sistem ini juga mampu menjadi

pengatur/pengontrol alat elektronik menggunakan modul

relay yang berfungsi sebagai saklar elektrik untuk

menyalakan dan mematikan alat elektronik yang dapat

dikontrol melalui perangkat Android.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Energi Listrik

Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi

peralatan listrik/energi yang tersimpan dalam arus listrik

dengan satuan amper (A) dan tegangan listrik dengan satuan

volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik

dengan satuan Watt (W) untuk menggerakkan motor, lampu

penerangan, memanaskan, mendinginkan atau

menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk

menghasilkan bentuk energi yang lain [11].

1) Arus Listrik

Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir tiap

satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan

coloumb/detik atau ampere yang dilambangkan dengan (A).

Arus listrik bergerak dari potensial yang tinggi ke potensial

rendah. Jadi, pergerakannya berlawanan dengan arah

elektron meskipun pada umumnya arus listrik terjadi dari

mailto:[email protected]




aliran elektron. secara matematis, arus listrik dapat

ditentukan dengan persamaan berikut [5]:

Dengan:

I = arus listrik, Q = muatan listrik, dan T = waktu (time)

Arus bolak balik adalah arus listrik yang besar dan arah

arusnya berubah-ubah secara bolak balik. Nama lain dari arus

ini adalah alternating current atau disingkat AC. Arus AC

berubah-ubah menurut gelombang sinusoida. Bentuk

gelombang sinusoida tersebut memungkinkan pengaliran

energi yang paling efisien [5].

Arus searah adalah aliran elektron dari suatu titik yang

energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi

potensialnya lebih rendah. Dalam nama lain arus ini adalah

direct current atau disingkat DC. Arus searah biasanya

mengalir pada sebuah konduktor, tetapi tidak menutup

kemungkinan arus searah juga mengalir pada

semikonduktor, isolator, dan ruang hampa udara [5].

Gambar 1. Diagram arus bolak-balik (garis hijau)

dan arus searah (garis merah)

2) Tegangan

Tegangan adalah tenaga yang dapat menyebabkan

elektron bebas mengalir dalam suatu penghantar listrik.

Tegangan sering disebut juga sebagai beda potensial atau

gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik adalah besarnya energi

per satuan muatan yang dilakukan oleh suatu sumber

tegangan seperti baterai atau generator untuk menggerakkan

muatan. Dengan adanya gaya gerak listrik, sebuah tegangan

dapat menghasilkan aliran listrik mengalir dalam suatu

rangkaian [5].

3) Daya Listrik

Daya listrik adalah besarnya energi listrik yang

digunakan oleh peralatan listrik dalam satuan waktu. Daya

listrik dinotasikan dengan symbol P dan memiliki satuan watt

(W). dalam sistem internasional (SI), satuan daya listrik

adalah joule per detik (J/s). secara matematis, daya listrik

dapat ditentukan dengan persamaan berikut [5]:

Dengan:

P = daya listrik (watt)

W = energi listrik (joule)

t = waktu (s)

V = tegangan (volt)

i = kuat arus (ampere)

R = hambatan (ohm)

B. Tarif Dasar Listrik (TDL)

Tarif dasar listrik adalah tarif harga jual listrik yang

dikenakan oleh Pemerintah untuk para pelanggan PLN.

Istilah tarif dasar listrik bisa disebut pula tarif listrik atau tarif

tenaga listrik.

C. Internet of Things (IoT)

Internet of Things (IoT) adalah sebuah kesatuan sistem

perangkat komputasi yang saling berhubungan atau

berkomunikasi, baik mekanisme mesin dan digital, seperti

manusia, hewan, dan benda apapun yang dilengkapi

identifikasi unik dan mampu melakukan transfer data

melalui jaringan internet tanpa memerlukan bantuan manusia

ke manusia atau manusia ke computer [12].

Internet of Things (IoT) adalah suatu konsep dimana

konektifitas internet dapat bertukar informasi satu sama

lainnya dengan benda-benda yang ada disekelilingnya.

Banyak yang memprediksi bahwa Internet of Things (IoT)

merupakan “the next big thing” di dunia teknologi informasi.

Hal ini dikarenakan banyak sekali potensi yang bisa

dikembangkan dengan teknologi Internet of Things (IoT)

tersebut [12].

D. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu chip berupa IC (Integrated

Circuit) yang dapat menerima sinyal input, mengolahnya dan

memberikan sinyal output sesuai dengan program yang

diisikan ke dalamnya. Sinyal input mikrokontroler berasal

dari sensor yang merupakan informasi dari lingkungan

sedangkan sinyal output ditujukan kepada aktuator yang

dapat memberikan efek ke lingkungan. Jadi secara sederhana

mikrokontroler dapat diibaratkan sebagai otak dari suatu

perangkat/produk yang mempu berinteraksi dengan

lingkungan sekitarnya [13].

1) Arduino

Arduino merupakan mikrokontroler yang memang

dirancang untuk bisa digunakan dengan mudah oleh para

seniman dan desainer. Dengan demikian tanpa mengetahui

Bahasa pemrograman, Arduino bisa digunakan untuk

menghasilkan karya yang canggih [6].

Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler

yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan

dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino.

Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan

mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam

kelebihan antara lain, sederhana dan mudah

pemrogramannya, perangkat lunaknya open source,

perangkat kerasnya open source (perangkat keras Arduino

berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168,

ATMEGA328, ATMEGA1280 dan yang terbaru

ATMEGA2560) [6].

Gambar 2. Arduino Uno

2) NodeMCU V3

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat

opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System On

Chip ESP8266 dari ESP8266 buatan Espressif System, juga


firmware yang digunakan yang menggunakan bahasa

pemrograman scripting Lua. Istilah NodeMCU secara

default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan

daripada perangkat keras development kit [15].

NodeMCU bisa dianalogikan sebagai board arduinonya

ESP8266 yang akan menghubungkan sensor-sensor.

NodeMCU ini berfungsi untuk mengirimkan dan menerima

data baik dari sensor dan komponen lainnya.

Data dari sensor arus ACS712 dan sensor tegangan

ZMPT101B akan diterima oleh Arduino Uno dan melalui

SoftwareSerial diteruskan NodeMCU dan akan dilanjutkan

untuk dikirimkan ke firebase real time database sebagai data

logging, yang nantinya akan dibaca pada perangkat android.

Untuk pengaturan relay akan dikirimkan melalui perangkat

android dan dibaca oleh NodeMCU sebagai pengontrol

modul relay untuk mematikan maupun menyalakan

perangkat elektronik yang sebelumnya sudah dipasang

modul relay (dalam penelitian ini modul relay dipasang pada

stop kontak).

Gambar 3. NodeMCU V3

E. Sensor Arus ACS712

ACS712 merupakan sensor arus dengan memanfaatkan

hall effect. Sensor ini merupakan buatan Allegro. ACS712

merupakan sensor arus yang memiliki tingkat presisi yang

baik untuk mengukur arus AC atau DC, untuk pembacaan

arus di dalam dunia industri, otomotif, komersil dan juga

dalam sistem komunikasi.

Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir

melalui kabel tembaga yang terdapat di dalamnya yang

menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh Hall

Effect IC dan diubah menjadi tegangan proporsional.

Dengan sensor arus ini akan dibaca pemakaian listrik

setiap alat elektronik sebagai bahan monitor pemakaian

konsumsi listrik. Arus akan dihitung dengan dikalikan

tegangan sehingga mendapatkan nilai watt dan dikalikan

dengan tarif dasar listrik dari PLN sehingga akan didapatkan

nilai pemakaian listrik perhari untuk setiap alat elektronik

yang dimonitor.

Gambar 4. Sensor Arus ACS712

F. Sensor Tegangan 220v ZMPT101B

ZMPT101B, transformator tegangan ideal untuk

mengukur tegangan AC. Ini memiliki akurasi tinggi,

konsistensi yang baik untuk pengukuran tegangan dan daya

dan dapat mengukur hingga 250V AC. Sangat mudah

digunakan dan dilengkapi dengan potensiometer multi turn

trim untuk menyesuaikan output ADC.

Pengukuran tegangan AC ini berfungsi untuk memonitor

tegangan yang diterima dari PLN.

Gambar 5. Sensor Tegangan ZMPT101B

G. Modul Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan

elektromagnetik untuk menggerakkan sejumlah kontaktor

yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat

dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan

memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya.

Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati)

karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan

(induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar,

pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa

perlu arus listrik.

Modul relay dapat digunakan sebagai saklar elektronik

untuk mengendalikan perangkat listrik yang memerlukan

tegangan dan arus. Kompatible dengan semua

mikrokontroler khususnya Arduino.

Gambar 6. Modul Relay 4 Channel

H. Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment)

adalah software yang digunakan untuk memprogram di

arduino, dengan kata lain Arduino IDE sebagai media untuk

memprogram board Arduino. Arduino IDE bisa diunduh

secara gratis di website resmi Arduino IDE [16].

Arduino IDE ini berguna sebagai text editor untuk

membuat, mengedit, dan juga mevalidasi kode program. bisa

juga digunakan untuk mengunggah ke board Arduino. Kode

program yang digunakan pada Arduino disebut dengan

istilah Arduino “sketch” atau disebut juga source code

arduino, dengan ekstensi file source code .ino [16].

I. Android Studio

Android Studio merupakan sebuah software tools dengan

Integrated Development Environment (IDE) untuk platform

Android. Android Studio ini bersifat gratis dibawah Apache

License 2.0, yang digunakan untuk membuat aplikasi

android.

J. FireBase Realtime Database

Firebase adalah suatu layanan dari Google yang

digunakan untuk mempermudah para pengembang aplikasi

dalam mengembangkan aplikasi. Dengan adanya Firebase,

pengembang aplikasi bisa fokus mengembangkan aplikasi

tanpa harus memberikan usaha yang besar. Fitur yang

digunakan dalam penelitian ini adalah Firebase Realtime

Database.

Untuk penelitian ini, peneliti secara khusus akan

menggunakan layanan “Firebase RealTime Database”. Real

Time Database adalah sebuah NoSQL database yang


disediakan oleh Firebase. NoSQL database adalah database

yang tidak menggunakan sistem relasi layaknya pada

database tradisional (MySQL, dll). Metode penyimpanan

data di dalam NoSQL menggunakan objek yang

menggunakan format JSON (JavaScript Object Notation).

Karena layanan ini sangat cocok apabila digunakan untuk

sistem yang akan dibuat yaitu sistem berkaitan dengan

monitor dan kontrol konsumsi listrik, karena alat-alat

tersebut elektronik akan dimonitor setiap saat secara real

time dan saat terjadi perubahan data pada database, user

dapat segera mendapatkan update secara real time.

III. METODOLOGI PENELITIAN

Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini

yaitu penelitian kualitatif deskriptif. Penelitian kualitatif

deskriptif adalah berupa penelitian dengan metode atau

pendekatan studi kasus (case study). Sebuah studi kasus

adalah sebuah puzzle yang harus dipecahkan. Hal pertama

yang harus diingat tentang penggunaan studi kasus adalah

bahwa kasus ini harus memiliki masalah bagi para peneliti

untuk memecahkannya. Kasus ini harus memiliki informasi

yang cukup didalamnya, dimana peneliti dapat memahami

apa masalahnya dan memungkinkan dikembangkan suatu

kerangka analisis untuk memecahkan kasus tersebut.

Menurut Suharsimi Arikunto, “Studi kasus dilakukan secara

intensif, terinci dan mendalam terhadap suatu organisasi,

lembaga atau gejala tertentu” [4].

Langkah-langkah penilitian pada penelitian ini dijelaskan

pada gambar 7, penelitian ini dilakukan dengan analisa

potensi dan masalah dilanjutkan dengan langkah-langkah

berikutnya sampai dengan perancangan sistem (hardware

dan software), pengujian sampai dengan analisis dan

pembahasan.

Gambar 7. Langkah-langkah penelitian yang digunakan

A. Metode Pengembangan Sistem

Adapun dalam proses pengembangan sistem ini

menggunakan dua buah metode pengembangan sistem, yaitu

metode pengembangan sistem model prototipe untuk

mengembangkan perangkat keras (hardware) dan metode

pengembangan sistem model Rapid Application

Development (RAD) untuk mengembangkan perangkat

lunak (software).

Untuk yang pertama, metode pengembangan sistem

model Prototipe. Prototipe adalah proses iterative dalam

pengembangan sistem, dimana kebutuhan/requirement dapat

diubah ke dalam sistem yang bekerja (working system) yang

secara terus menerus diperbaiki melalui kerjasama antara

pengguna (user) dan analis.

Metode ini sangat baik digunakan untuk menyelesesaikan

masalah kesalahpahaman antara user dan analis yang timbul

akibat user tidak mampu mendefinisikan secara jelas

kebutuhannya.

Adapun tahapan-tahapan dalam metode Prototipe adalah

sebagai berikut:

1) Analisa kebutuhan/Identifikasi Kebutuhan Pemakai

Dalam tahap ini pengguna dan pengembang Bersama-

sama melakukan identifikasi format keseluruhan sistem yang

akan dibuat, mengidentifikasi semua kebutuhan dan garis

besar sistem yang akan dibuat.

2) Membuat Prototipe

Pada tahap ini peneliti mulai membangun prototype

dengan membuat perancangan sementara yang berfokus pada

penyajian kepada pengguna.

3) Menguji Prototipe

Pada tahap ini dilakukan pengujian prototipe oleh

pengguna dan pengguna dapat memberikan kritik dan saran.

4) Perbaikan Prototipe

Pada tahap ini pengembang melakukan modifikasi sesuai

dengan masukan dari pengguna.

5) Mengembangkan versi produk

Pada tahap ini pengembang menyelesaikan sistem sesuai

dengan masukkan terakhir dari pengguna.

Gambar 8. Tahapan pengembangan sistem metode prototipe

Dan metode yang kedua, metode pengembangan sistem

yang digunakan yaitu Rapid Application Development

(RAD). RAD adalah sebuah metode pengembangan sistem

yang diciptakan untuk menekan waktu yang dibutuhkan

untuk mendesain serta mengimplementasikan sistem

informasi sehingga dihasilkan siklus pengembangan yang

sangat pendek (-+ 60 sampai 90 hari).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Sistem monitor dan kontrol konsumsi listrik rumah

tangga berbasis IoT dan Android ini merupakan alat yang

terdiri dari gabungan perangkat keras (hardware) dan

perangkat lunak (software) sebagai sebuah sistem yang

dibuat untuk mengetahui berapa banyak pemakaian listrik

yang digunakan dan juga bisa sebagai alat pengontrol alat

elektronik karena alat elektronik tersebut dapat dikendalikan

pemakaiannya melalui internet (IoT). Dari informasi yang

didapatkan dari alat ini, dapat diketahui pemakaian listrik

sehari-hari mulai dari alat yang paling banyak menggunakan

listrik sampai alat yang paling hemat listrik. Dari sistem ini

juga bisa didapatkan pada jam-jam berapa saja pemakaian

listrik sedang tinggi. Dari informasi tersebut bisa dilakukan

penghematan pemakaian listrik pada jam-jam tertentu

melalui kontrol secara online menggunakan perangkat

Android. Berikut ini hasil rancang bangun sistem monitor

dan kontrol konsumsi listrik rumah tangga berbasis IoT dan

Android yang terdiri dari:

A. Perancangan Sistem

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah

membuat suatu alat atau sistem yang dapat memonitor

pemakaian listrik rumah tangga secara realtime dan juga

membuat alat kontrol jarak jauh dimana peralatan listrik bisa

dihidupkan dan dimatikan melalui perangkat Android.


Sehingga pengguna dapat lebih bijak dalam pemakaian alat

listrik sehari-hari. Penelitian ini dilakukan pada perancangan

sistem, baik pada perancangan perangkat keras (hardware)

maupun perancangan perangkat lunak (software).

1) Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Perancangan akhir (prototipe) perangkat keras pada

penelitian ini, dihasilkan dibuat setelah dua (2) kali

perancangan dan dapat dilihat perbandingan perancangan

pertama sampai dengan perancangan terakhir pada gambar

dibawah ini.

Gambar 9. Desain prototipe hardware (pertama)

Pada perancangan pertama dalam hal pembacaan sensor

arus dan sensor tegangan sudah dapat dibaca dengan baik.

Namun kendala pada perancangan pertama adalah masih

belum adanya library untuk dapat terhubung dengan firebase

realtime database, karena perancangan awal sistem ini

adalah menggunakan firebase realtime database sebagai

pusat penyimpanan data dari sistem yang akan dibuat, dan

kendala tersebut dapat diatasi dengan menambahkan modul

NodeMCU V3. Semua data dari sensor berhasil dibaca dan

dikirimkan ke firebase realtime database. Adapun hasil

perancangan terakhir untuk alat ini dapat dilihat pada gambar

dibawah ini.

Gambar 10. Desain prototipe hardware (final)

Dan secara umum dari penelitian ini terdiri dari beberapa

bagian yang dapat digambarkan pada blok diagram dibawah

ini, sebagai berikut.

Gambar 11. Blok diagram sistem

2) Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Pada bagian ini akan diberikan penjelasan mengenai

rancang bangun pembuatan perangkat lunak (software)

berdasarkan studi kelayakan dan analisis kebutuhan untuk

sistem yang akan dibuat.

Kebutuhan yang dimaksud adalah kebutuhan para pelaku

(user) dari sistem dan alat yang akan dibuat beserta proses

alur menjalankan programnya. Perancangan ini untuk

membuat tampilan antarmuka (interface) sebagai media

monitor dan kontrol sistem, antara lain sebagai berikut:

a. Halaman Awal, yang terdiri dari beberapa tampilan

berupa grafik dan data terkini, yaitu ;

Grafik tren pemakaian listrik harian realtime

(dalam satuan rupiah).

Data pemakaian terkini untuk setiap unit alat yang

dimonitor serta status alat (on/off), data yang

ditampilkan yaitu besaran arus, tegangan, watt,

kwh serta rupiah.

b. Halaman rekaman data (Record), yang terdiri dari

beberapa tampilan berupa grafik dan data (perhari dan

perjam), yaitu:

Grafik pemakaian listrik untuk setiap unit

perhari (dalam rupiah)

Tabel pemakaian listrik (perhari dan perjam)

dalam satuan Kwh dan rupiah.

c. Halaman Kontrol, yaitu halaman untuk mengontrol alat

melalui perangkat android (pengaturan on/off alat).

B. Implementasi Perangkat Keras – Prototype Device

Prototype Device ini merupakan komponen utama atau

sebagai unsur inti dalam sistem ini, alat ini sebagai media

yang langsung berhubungan dengan sumber data utama yaitu

arus dan tegangan listrik.

Dalam perancangan alat ini dibutuhkan alat-alat utama

diantaranya yaitu:

1. Arduino Uno (mikrokontroler)

2. NodeMCU V3 (mikrokontroler)

3. Sensor Arus ACS712

4. Sensor Tegangan ZMPT101B

5. Modul Relay 4 Channel

6. Dan alat pendukung lainnya.

Berikut ini prototype device yang telah dirancang dan

dibuat, dapat dilihat pada gambar 12.


Gambar 12. Prototype device sistem monitor & kontrol

C. Implementasi Perangkat Lunak – Aplikasi Android

Aplikasi (software) ini sebagai implementasi antarmuka

(interface) yang merupakan tahapan dalam memenuhi

kebutuhan user, dalam berinteraksi dengan prototype device

yang telah dibuat sebelumnya. Interface yang dibuat sebagai

alat monitoring dan juga kontrol terhadap prototype device.

a) Tampilan Home (Halaman Utama)

Pada tampilan ini user dapat memonitor secara realtime

data terakhir untuk tiga unit alat elektronik yang sebelumnya

telah terpasang sensor arus, tegangan dan relay modul. Pada

halaman ini juga user melihat pemakaian listrik pada hari itu

melalui grafik garis (dalam satuan rupiah) dan juga data-data

lainnya dalam bentuk angka mulai dari tegangan, arus, watt,

kwh serta biaya terakhir. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada gambar dibawah ini.

Gambar 13. Tampilan antarmuka (Home)

b) Tampilan Record (Halaman record data)

Pada tampilan ini user dapat memonitor pemakaian listrik

perhari untuk setiap unit alat yang dimonitor dalam grafik

batang dan juga tabel dalam satuan kwh dan rupiah. dan juga

data pemakaian listrik perjam dalam satu hari. untuk lebih

jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 14. Tampilan antarmuka (Record)

c) Tampilan Control (Halaman Kontrol Alat)

Pada tampilan ini user dapat mengontrol alat elektronik

melalui halaman control, dari sini user bisa menyalakan

ataupun mematikan peralatan elektronik yang diinginkan

melalui internet (IoT). untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

gambar dibawah ini.

Gambar 15. Tampilan antarmuka (Controls)

D. Pengujian Alat (Hardware & Software)

Pengujian perangkat keras dilakukan dengan melakukan

uji fungsionalitas untuk keseluruhan sistem ini mulai dari

perangkat keras sampai dengan perangkat lunak. Pengujian

pertama yaitu pengujian keakuratan pembacaan sensor

sekaligus pengkalibrasian sensor agar pembacaannya bisa

akurat dan baik sesuai dengan pembacaan multitester/energy

meter. Untuk pengujian sensor arus peneliti menggunakan

satu buah alat pemanas ruangan, dimana pemanas tersebut

dapat diatur penggunaannya mulai dari 0.1 A, 4 A, 8 A agar

didapatkan pembacaan yang akurat terkait arus yang hendak

dibaca.

TABEL 1. Pengujian pembacaan sensor arus dan tegangan

Uji Coba

Mikrokontroler

Sensor

ZMPT101B Sensor ACS712

Volt Ampere 1 Ampere 2 Ampere 3

1 210 7.88 7.59 7.72

2 209 4.24 4.08 4.18

3 215 0.17 0.16 0.16

Uji Coba Energy Meter/Multi Tester


1 209.6 8.064 7.769 7.826

2 209.5 4.339 4.175 4.164

3 215.5 0.174 0.166 0.167

Uji Coba % Error


1 0.19% 2.28% 2.30% 1.35%

2 0.24% 2.28% 2.28% 0.38%

3 0.23% 2.30% 3.61% 4.19%

Dari hasil pengujian diatas dapat dilihat bahwa nilai


kesalahan pembacaan tegangan berkisar mulai dari 0.19% -

0.24%, dan pembacaan arus berkisar antara 0.38% - 4.19%.

Dan berdasarkan referensi yang bersumber dari buku

Sudjana Safii nilai kesalahan tersebut masih dalam batas

wajar karena kurang dari 5%.

Dan untuk pengujian perangkat lunak dilakukan dengan

metode black box testing. Black box testing adalah pengujian

yang dilakukan hanya mengamati hasil eksekusi melalui data

uji dan memeriksa fungsional dari perangkat lunak. Jadi

dianalogikan seperti kita melihat suatu kotak hitam, kita

hanya bisa melihat penampilan luarnya saja, tanpa tau ada

apa dibalik bungkus hitamnya. Sama seperti pengujian black

box, mengevaluasi hanya dari tampilan luarnya (interface),

fungsionalitasnya tanpa mengetahui apa sesungguhnya yang

terjadi dalam proses detilnya (hanya mengetahui input dan

output).

E. Hasil Penelitian

Sesuai dengan tujuan awal penelitian yaitu dapat

membuat sistem yang dapat memonitor dan mengontrol

konsumsi listrik rumah tangga, sistem yang telah dibuat ini

akan diuji keefektifannya untuk mencapai tujuan yang

dimaksud pada bab pendahuluan yaitu menciptakan sistem

monitor dan kontrol konsumsi listrik rumah tangga berbasis

IoT dan Android, mendapatkan informasi pemakaian listrik

sehari-hari dan juga mendapatkan solusi untuk penghematan

konsumsi listrik.

Pengujian keefektifan sistem dilakukan dengan

membandingkan pemakaian listrik untuk 3 jenis alat

elektronik yang berbeda pada saat sebelum dan sesudah

dimonitor dan dikontrol oleh sistem ini. Pengujian ini

dilakukan pada tanggal 3 Juli 2019 sampai dengan 10 Juli

2019, 3 jenis alat eletronik tersebut yaitu:

• Unit 1: pompa air aquarium ikan

• Unit 2: TV CRT 14” merk Sanken

• Unit 3: Dispenser merk Sanken

Pengujian ini dibagi menjadi 2 periode, pengujian

periode pertama hanya berfokus pada pemantauan data data

pemakaian listrik yaitu pada tanggal 3 Juli 2019 sampai

dengan 5 Juli 2019 dan pengujian periode kedua dilakukan

pemantauan dan juga pengontrolan pemakaian listrik yaitu

pada tanggal 8 Juli 2019 sampai dengan 10 Juli 2019.

Dari hasil pengujian pertama dapat ditarik kesimpulan

bahwa pemakaian listrik tinggi pada jam 18:00 WIB keatas

dikarenakan penghuni mess pada jam-jam tersebut sudah

pulang kantor sehingga pemakaian listrik meningkat. Dari

pengujian diatas terdapat 2 unit peralatan listrik yang

pemakaiannya tinggi yaitu unit 2 (TV) & unit 3 (Dispenser),

maka dari itu pada pengujian kedua peneliti mencoba untuk

mengatur pemakaian 2 unit peralatan listrik tersebut dimana

peralatan tersebut dinonaktifkan melalui sistem ini (relay)

pada jam 08:00 – 17:00 WIB dan jam 22:00 – 05:00 WIB.

Maka didapatkan hasil seperti pada grafik dan tabel dibawah

ini.

Gambar 16. Grafik konsumsi listrik per unit 3 – 10 Juli

TABEL 2. Konsumsi listrik tanggal 3 - 5 Juli 2019

Tanggal KWH

1

KWH

2

KWH

3

Cost

unit 1

(Rp)

Cost

unit 2

(Rp)

Cost

unit 3

(Rp)

3-Jul-19 0.61 1.93 1.00 895.1 2834.7 1467.2

4-Jul-19 0.69 1.09 0.93 1013.3 1599.3 1364.5

5-Jul-19 0.98 2.21 0.92 1437.9 3241.2 1348.1

Total 2.28 5.23 2.85 3346.4 7675.3 4180.0

TABEL 3. Konsumsi listrik tanggal 8 - 10 Juli 2019

Tanggal KWH

1

KWH

2

KWH

3

Cost

unit 1

(Rp)

Cost

unit 2

(Rp)

Cost

unit 3

(Rp)

8-Jul-19 0.90 1.30 0.33 1316.1 1901.5 484.2

9-Jul-19 0.82 1.16 0.43 1200.1 1704.8 630.8

10-Jul-19 0.87 1.33 0.46 1273.5 1958.6 670.4

Total 2.58 3.79 1.22 3789.7 5565.1 1785.5

Dari data tabel diatas didapatkan data perbandingan

pemakaian listrik pada tanggal 3 – 5 Juli 2019 dan 8 – 10 Juli

2019 yang dapat dirangkum seperti pada tabel 4 dibawah ini.

TABEL 4. Perbandingan pemakaian listrik

Alat Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 1 Unit 2 Unit 3

Periode KWH 1 KWH

2

KWH

3

Cost 1

(Rp)

Cost 2

(Rp)

Cost 3

(Rp)

3-5 Jul 2.28 5.23 2.84 3,346.4 7,675.3 4,180.0

8-10 Jul 2.58 3.79 1.21 3,789.7 5,565.1 1,785.5

Total 4.86 9.02 4.06 7,136.1 13,240.4 5,965.5

Selisih -0.30 1.43 1.63 (443.3) 2,110.2 2,394.4

% -13.2% 27.4% 57.2% -13.2% 27.4% 57.2%

Dari pengujian diatas didapatkan hasil sebagai berikut:

Unit yang dimonitor dan dikontrol ada 3 buah, unit 1

yaitu pompa air aquarium, unit 2 yaitu TV 14” CRT,

unit 3 Dispenser.

Unit 1 atau pompa air aquarium pada penelitian ini

tidak dilakukan pembatasan atau tidak pernah

dinonaktifkan untuk relaynya sehingga

pemakaiannya cenderung tetap bahkan naik dengan

persentase kenaikan sebesar 13.25%.

Untuk unit 2 dan unit 3, didapatkan hasil yang cukup

baik dan berhasil menurunkan pemakaian listrik. Pada

unit 2 penurunan terjadi sebanyak 27.49% dan unit 3

sebanyak 57.28%.

3-Jul-19

4-Jul-19

5-Jul-19

8-Jul-19

9-Jul-19

10-Jul-19

Cost unit 1 (Rp) 895.16 1013.3 1437.9 1316.1 1200.1 1273.5

Cost unit 2 (Rp) 2834.7 1599.3 3241.2 1901.5 1704.8 1958.6

Cost unit 3 (Rp) 1467.2 1364.5 1348.1 484.20 630.88 670.49

0.001000.002000.003000.004000.00

Ru

pia

h

Pemakaian Listrik


V. KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Pada bagian akhir skripsi ini, penulis akan memaparkan

beberapa kesimpulan yang dapat diambil dan saran yang

didasarkan pada temuan hasil penelitian. Secara umum

penulis dapat menyimpulkan bahwa “Sistem Monitor &

Kontrol Konsumsi Listrik Rumah Tangga berbasis IoT dan

Android” dapat berjalan dengan baik dengan hasil yang

cukup baik. Dan secara lebih khusus penulis menarik

kesimpulan sebagai berikut:

Peneliti telah berhasil membuat sebuah prototype

sistem monitor dan kontrol berbasis IoT dan

Android, sistem ini dapat memantau dan

mengontrol pemakaian listrik pada 3 buah alat

elektronik yaitu unit 1 (pompa air aquarium), unit

2 (TV CRT 14”) dan unit 3 (Dispenser) melaui

ponsel Android.

Informasi pemakaian listrik berhasil didapatkan

melalui sistem ini, mulai dari pemakaian listrik

perhari dan juga pemakaian listrik perjam untuk

mengetahui pola pemakaian listrik sehari-hari.

Dengan adanya sistem ini, selain mendapatkan

informasi pemakaian listrik juga bisa dijadikan

sebagai alat kontrol jarak jauh yang dapat

mengendalikan pemakaian listrik. Seperti

dijelaskan pada bab IV, sistem ini berhasil

menurunkan pemakaian listrik sebesar 27.49%

pada unit 2 dan 57.28% pada unit 3. Dan sistem

ini bisa menjadi solusi untuk menghemat

konsumsi listrik rumah tangga.

B. Saran

Penelitian ini tentunya memiliki keterbatasan yang

memerlukan perbaikan dan pengembangan dalam penelitian

selanjutnya. Keterbatasan dalam penelitian ini diharapkan

dapat diperbaiki oleh peneliti selanjutnya:

Sistem ini baru diimplementasikan pada skala

kecil terbatas pada monitor dan kontrol 3 unit alat

elektronik/listrik, pada penelitian selanjutnya

diharapkan dapat diimplementasikan dalam

skala lebih besar misalnya keseluruhan alat

elektronik/listrik dalam rumah tangga atau

mungkin bisa dalam skala yang lebih besar lagi.

Diharapkan pada penelitian selanjutnya juga dapat

ditambahkan fungsi schedule/jadwal untuk

mengontrol alat-alat tersebut, sehingga dapat lebih

efektif dan lebih mudah dalam mengontrol

pemakaian listrik.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Mulyanto, A., Sistem Informasi Konsep dan Aplikasi.

Yogyakarta: Pustaka Pelajar. 2009.

[2] Sugiono, Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan

R&D. Bandung: Alfabeta. 2014.

[3] Herdiansyah, Haris, Metode Penelitian Kualitatif untuk

Ilmu-ilmu Sosial. Jakarta: Salemba Humanika. 2010.

[4] Arikunto, Suharsimi, Prosedur Penelitian Suatu

pendekatan Praktek. Jakarta: Rineka Cipta. 2010.

[5] Rif’an, Ali & Nurul Khasanah R.A., Ensiklopedia

Listrik. Jakarta: Mediantara Semesta. 2009.

[6] Martadinata, Yuwono. Arduino Itu Pintar. Jakarta. Elex

Media Komputindo. 2016.

[7] Habibi, Fatoni Nur., Sabar Setiawidayata, Moh.

Mukhsim,. Alat Monitoring Pemakaian Energi Listrik

Berbasis Android Menggunakan Modul PZEM-004T.

Jurnal, Univ. Lampung, Lampung, 2017.

[8] Pamungkas, Lasarus Setyo., Natalia Damastuti,.

Teknologi IoT dan Arduino Guna Pemantauan Arus

dan Tegangan Listrik. Jurnal, Univ. Narotama,

Surabaya, 2018.

[9] Alipudin, Asep Muhammad., Didik Notosudjono dan

Dimas Bangun Fiddiansyah, Rancang Bangun Alat

Monitoring Biaya Listrik Terpakai Berbasis Internet of

Things (IoT). Jurnal, Univ. Pakuan, Bogor. 2018.

[10] Hudan, Ivan Safril dan., Tri Rijianto, Rancang Bangun

Sistem Monitoring Daya Listrik Pada Kamar Kos

Berbasis IoT. Jurnal, Univ. Negeri Surabaya, Surabaya.

2019.

[11] Wikipedia. Energi Listrik. Dikutip dari

https://id.wikipedia.org/wiki/-Energi_listrik. 2017.

Diakses 5 Januari 2019.

[12] Herwin. Apa itu Internet of Things (IOT)? Definisi dan

Cara Kerja. Dikutip dari https://www.teknoiot.com-

/internet-of-things-adalah/. Diakses tanggal 25 Januari

2019.

[13] Mikrokontroler. Dikutip dari https://studylibid.com-

/doc/44761/mikrokontroler-adalah-suatu-chip-berupa-

ic--integrated-ci. Diakses tanggal 26 Juni 2019.

[14] Tarif Adjusment. Dikutip dari https://www.pln.co.id-

/pelanggan/tarif-tenaga-listrik/tariff-adjustment. 2019.

Diakses tanggal 15 Feb 2019.

[15] Saputro, Tedy Tri. Mengenal NodeMCU: Pertemuan

Pertama. Dikutip dari https://embeddednesia.com-

/v1/tutorial-nodemcu-pertemuan-pertama/. 2017.

Diakses tanggal 5 Januari 2019.

[16] Apa itu Arduino IDE dan Arduino Sketch ?. Dikutip

dari http://allgoblog.com/-apa-itu-arduino-ide-dan-

arduino-sketch/. 2017. Diakses tanggal 5 Januari 2019.

[17] Prayoga, Cepi. Mengapa Harus Belajar Android dengan

Android Studio. Dikutip dari https://www.codepolitan-

.com/mengapa-harus-belajar-android-dengan-android-

studio-59bfc3146686f. 2017. Diakses tanggal 6 Januari

2019.

[18] Wahyunanda Kusuma Pertiwi. Tagihan Listrik Mahal?

Mungkin Ini Alasannya. https://tekno.kompas.com-

/read/2018/08/02/20090027/tagihan-listrik-mahal-

mungkin-ini-alasannya. 2018. Diakses tanggal 25

Januari 2019.

SISTEM MONITOR DAN KONTROL KONSUMSI …...Bahasa pemrograman, Arduino bisa digunakan untuk...

Documents

Transcript of SISTEM MONITOR DAN KONTROL KONSUMSI …...Bahasa pemrograman, Arduino bisa digunakan untuk...